微机电谐振器结构及其设计、操作和使用方法

文档序号:7540198阅读:430来源:国知局

专利名称::微机电谐振器结构及其设计、操作和使用方法微机电谐振器结构及其设计、操作和使用方法
背景技术
本发明涉及一种微机电或纳机电谐振器体系结构或结构,以及设计、操作、控制和/或使用这种谐振器的方法;并且更具体地,在一方面涉及一种具有一个或多个增强的节点的微机电或纳机电谐振器体系结构或结构,所述节点方便基板锚定,以便经由基板锚定使封装应力和/或能量损耗的影响最小化。通常,高Q微机电谐振器被视为集成的单芯片基准频率和滤波器的期望选择。在这方面,高Q微机电谐振器趋于提供高频输出,该高频输出适于需要紧凑的和/或要求空间受限的设计的许多高频应用。然而,当将谐振器的输出频率"推"地更高,而谐振器却按比例縮小时,封装应力、通过基板锚杆到达基板中的能量损耗和/或振荡期间重心的不稳定或移动往往对谐振器的频率稳定性以及"Q"带来不利影响。存在多种公知的谐振器体系结构。例如,一组常规谐振器体系结构使用封闭式或开放式音叉。例如,参照图1,封闭式或双夹持式(double-clamped)音叉谐振器10包括梁或齿(tine)12a禾Q12b。梁12a和12b经由锚杆16a和16b锚定到基板14。使用固定电极18a和18b来诱导产生施加到(induce)梁12a和12b的力以使得梁(在面内)振动。音叉谐振器10的特性和响应是公知的。然而,由于封装应力,这种谐振器体系结构往往易受到通过诱导产生施加到谐振器的梁12a和12b里的应变来改变在谐振器10的机械频率方面的影响。此外,常规的谐振器体系结构,像图1中所示的那样,经历或呈现通过锚杆到达基板中的能量损耗。已描述了某些体系结构和技术以处理通过锚杆到达基板中的能量损耗的Q限制损耗机制以及由于某些应力而频率改变。例如,梁可以"悬挂"于地平面和感测电极上方,从而梁的振动模式处于面外。(例如参见美国专利6,249,073)。虽然这种体系结构可以减轻通过锚杆的能量损耗,但是包括面外振动模式(即,横向模式)的谐振器趋于呈现出在驱动/感测电极和基板之间有相对大的寄生电容。(在某些设计中)这种电容可以导致输出信号的较高噪声本底。此外,与面内振动的谐振器相比,为了规定驱动/感测电极,需要至少一个附加的掩膜以制造这种谐振器。值得注意的是,实施"悬挂"梁配置的常规谐振器体系结构仍然易受振荡期间重心"移动"的影响,振荡期间重心的"移动"可以对谐振器的频率稳定性和"Q"带来不利影响。已提出了用于改进谐振器的Q因子的其它技术,并且这些技术包括在振动梁之间设计间隔,以使得相对于与这种梁的振动频率相关的波长,这种梁是间隔小的。(例如,参见美国专利6,624,726号的单端或单夹持式谐振器)。驱动振动梁以彼此有相位差地(即,反射(mirror)彼此的运动)振动一半的振动周期。虽然这些改进谐振器的Q的体系结构和技术可以抑制声能泄漏,但是这种结构倾向于在单端或单夹持式谐振器的振动梁的运动期间仍然有封装应力、通过基板锚杆到达基板中的能量损耗以及谐振器的重心的"移动"。因而,需要一种谐振器体系结构、配置或结构,以及设计、操作、控制和/或使用这种谐振器的方法,以克服一个、一些或所有常规微机电谐振器体系结构、配置或结构的缺点。在这方面,需要改进的微机电和/或纳机电谐振器,其具有改进的封装应力特性、减小和/或最小的通过基板锚杆到达基板中的能量损耗、和/或改进了或最优化了振荡期间重心的稳定性。这样,谐振器的输出频率的稳定性和/或线性度得到增强并且得到高的谐振器的"Q"因子。
发明内容在此描述和图示了许多发明以及那些发明的许多方面和实施例。在第一主要方面,微机电谐振器结构包括多个细长而直的梁部分,以及多个弯曲部分,其中,至少一个弯曲部分包括节点。将梁部分的每一端连接到弯曲部分中一个的相关端,从而形成几何形状(例如,圆角三角形形状、圆角正方形形状、圆角矩形、圆角五边形、圆角六边形形状或圆角八边形形状)。谐振器结构还包括至少一个锚杆耦合部分和基板锚杆,所述基板锚杆经由锚杆耦合部分耦合到节点,以将谐振器结构固定到基板。在一个实施例中,微机电谐振器结构还包括耦合在基板锚杆和节点之间的应力/应变消除机构。在一个实施例中,每个弯曲部分包括至少一个节点。在该实施例中,将基板锚杆耦合到每个弯曲部分的至少一个节点。谐振器结构可以包括在基板锚杆和每个弯曲部分的所述至少一个节点的每个节点之间耦合的多个应力/应变消除机构。实际上,基板锚杆可以包括多个锚杆,并且其中,每个弯曲部分的所述至少一个节点被耦合到多个锚杆中的至少一个,以将谐振器结构固定到基板。多个应力/应变消除机构耦合在每个锚杆和每个弯曲部分的所述至少一个节点之间。多个细长而直的梁部分中的一个和/或多个弯曲部分中的一个包括多个设置在其中的沟槽。在另一实施例中,多个细长而直的梁部分中的每个细长而直的梁部分的宽度在其端比其中心大。附加地或替代地,将多个细长而直的梁部分在其端成圆角。在第二主要方面,微机电谐振器结构包括多个细长而直的梁部分和多个弯曲部分,其中,每个弯曲部分包括节点。梁部分的每一端连接到弯曲部分中一个的相关端,从而形成几何形状(例如,圆角三角形形状、圆角正方形形状、圆角矩形、圆角五边形、圆角六边形形状或圆角八边形形状)。这方面的微机电谐振器结构包括多个锚杆耦合部分和基板锚杆,所述基板锚杆经由多个锚杆耦合部分耦合到每个弯曲部分的节点,以将谐振器结构固定到基板。微机电谐振器结构还可以包括多个应力/应变消除机构,其中,每个应力/应变消除机构耦合在基板锚杆和相关节点之间。在一个实施例中,基板锚杆可以包括多个锚杆,其中,每个弯曲部分的至少一个节点耦合到多个锚杆中的至少一个,以将谐振器结构固定到基板。微机电谐振器结构可以包括多个应力/应变消除机构,其耦合在多个锚杆中的相关锚杆和每个弯曲部分的至少一个节点中的相关节点之间。值得注意的是,每个弯曲部分的节点位于弯曲部分的内侧部分和/或弯曲部分的外侧部分上。在一个实施例中,多个细长而直的梁部分和/或多个弯曲部分可以包括多个设置在其中的沟槽。在另一方面,微机电谐振器结构包括多个细长而直的梁部分和多个弯曲部分,其中,每个弯曲部分包括至少一个节点(例如,位于弯曲部分的内侧部分和/或外侧部分)。梁部分的每一端连接到弯曲部分中一个的相关端,从而形成几何形状(例如,圆角三角形形状、圆角正方形形状、圆角矩形、圆角五边形、圆角六边形形状或圆角八边形形状)。微机电谐振器结构还可以包括基板锚杆,其耦合到每个弯曲部分的至少一个节点,以将谐振器结构固定到基板。在这方面,微机电谐振器结构包括多个感测电极和多个驱动电极,其中,将所述感测电极和驱动电极与多个细长而直的梁部分并置,使得感测电极提供输出信号(例如,单端输出或差分输出)。微机电谐振器结构可以包括多个应力/应变消除机构,其中,每个应力/应变消除机构耦合在基板锚杆和相关节点之间。在一个实施例中,基板锚杆包括多个锚杆,并且其中,每个弯曲部分的至少一个节点耦合到多个锚杆中的至少一个,以将谐振器结构固定到基板。在该实施例中,该结构还可以包括多个应力/应变消除机构,其耦合在多个锚杆中的相关锚杆和每个弯曲部分的至少一个节点中的相关节点之间。在一个实施例中,多个细长而直的梁部分和/或多个弯曲部分可以包括多个设置在其中的沟槽。再一次,在此描述和图示了许多发明和所述发明的方面。本
发明内容没有穷举本发明的范围。此外,此
发明内容并不旨在限制本发明并且不应当以此方式解释。虽然在此
发明内容中描述和/或概述了某些实施例,但是应当理解的是,本发明并不局限于这些实施例、描述和/或概述。实际上,从下面的说明书、图示、以及权利要求,可以不同于和/或类似于
发明内容中给出的实施例的许多其它实施例是明显的。此外,虽然本
发明内容已经描述了多个特征、属性以及优点和/或根据本
发明内容多个特征、属性以及优点是明显的,但是应当理解的是,在本发明的一个、一些或所有实施例中这些特征、属性以及优点不是必须的,并且实际上,不必出现在本发明的任何实施例中。在下面的详细描述过程中,将参照附图。这些附图显示了本发明的不同方面,并且在适当的时候,相似地标出在不同图中示出类似结构、组件、材料和元件的参考标记。应当理解的是,除了那些特别示出的外,结构、组件、材料和/或元件的多个组合是预期的并且在本发明的范围内。图1是表示常规微机电音叉谐振器器件的示意性框图;图2A是根据本发明一方面的一个实施例的具有经由圆角或弯曲部分连接的三个细长的梁部分的圆角三角形形状微机电谐振器的一个实施例的顶视图;图2B是根据本发明一方面的一个实施例的具有经由圆角或弯曲部分连接的四个细长的梁部分的圆角正方形形状微机电谐振器的一个实施例的顶视图;图2C是根据本发明一方面的一个实施例的具有经由圆角或弯曲部分连接的六个细长的梁部分的圆角六边形形状微机电谐振器的一个实施例的顶视图;图2D是根据本发明一方面的一个实施例的具有经由圆角或弯曲部分连接的八个细长的梁部分的圆角八边形形状微机电谐振器的一个实施例的顶视图;图3-7示出了根据本发明的某些实施例的圆角正方形形状微机电谐振器的顶视图,其中,使用多个锚定技术和/或配置将类似正方形形状微机电谐振器锚定到基板;图8-10示出了根据本发明的某些实施例的圆角正方形形状微机电谐振器的顶视图,其中,圆角正方形形状微机电谐振器包括应力/应变消除机构,其机械地耦合在(i)微机电谐振器的细长的梁部分和弯曲部分和(ii)基板锚杆之间;图11A、IIB、12A以及12B是根据本发明的某些实施例的圆角正方形形状微机电谐振器的顶视图,其中,圆角正方形形状微机电谐振器包括经由具有不同半径的圆角或弯曲部分相互连接的四个细长的梁(在局部视图中示出),以及将圆角或弯曲部分连接到一个或多个锚杆的多个锚杆耦合部分;图13-17是根据本发明的某些实施例的结合部分微机电谐振器的锚杆耦合部分的多个实施例的顶视图;图18-20是根据本发明的某些实施例的结合部分微机电谐振器的锚杆耦合部分和应力/应变消除机构的多个实施例的顶视图;图21A和21B是在平面内以呼吸状模式或运动振荡的环形振荡器的顶视图,其中,环形振荡器相对于未受诱导状态扩张(图21A)和收縮(图21B);图22A和22B是根据本发明的一方面的圆角正方形形状微机电谐振器的一个实施例的顶视图,包括细长的梁部分的面内振动,其中,微机电谐振器在第一偏离态(图22A)和第二偏离态(图22B)之间振荡,并且其中,每个偏离态重叠(或图示为相对于)在微机电谐振器的静态上;图23示出了根据本发明的一个实施例的具有经由圆角或弯曲部分连接的四个细长的梁部分的圆角正方形形状微机电谐振器,连同示出了根据本发明的一方面的驱动和感测电极以及驱动和感测电路;图24A示出了根据本发明的一个实施例的圆角正方形形状微机电谐振器,其包括经由圆角或弯曲部分连接的四个细长的梁部分,以及示出了具有驱动和感测电极以及差分驱动和感测电路的差分输出信号技术和实施例;图24B示出了根据本发明的另一实施例的圆角正方形形状微机电谐振器,其包括经由圆角或弯曲部分连接的四个细长的梁部分,以及示出了具有驱动和感测电极及差分驱动和感测电路的差分输出信号技术和实施例;图25-37是根据本发明的一方面的微机电谐振器(或其部分)的实施例的顶视图,其中,微机电谐振器器件包括改进了可制造性的开口、空隙或沟槽(例如,在开口、空隙或沟槽延伸到梁部分的整个高度/厚度的那些示例中,较快地释放机械结构),和/或改进在一个或多个细长的梁部分和/或一个或多个弯曲部分中实施的温度管理技术(例如,降低热弹性能量耗散);图38A-38D是根据本发明多方面的实施例的结合用于将谐振器固定到基板的多个锚定技术、体系结构和/或配置以及具有经由弯曲部分相互连接的六个细长的梁部分的圆角六边形形状微机电谐振器的实施例的顶视图;图38E是根据本发明一方面的实施例的结合锚定配置和应力/应变管理技术以及具有经由弯曲部分相互连接的六个细长的梁部分的圆角六边形形状微机电谐振器的实施例的顶视图;图39示出了根据本发明的另一实施例的圆角正方形形状微机电谐振器的顶视图,其中,使用另外的锚定技术和/或配置将圆角正方形形状微机电谐振器锚定到基板;以及图40-41是根据本发明的某些实施例的结合微机电谐振器的弯曲部分以及锚杆耦合部分和应力/应变消除机构的多个实施例的顶视图。具体实施方式在此描述和图示了许多发明以及那些发明的许多方面和实施例。在一方面,本发明针对谐振器体系结构或结构,所述谐振器体系结构或结构包括由弯曲或圆角部分连接的多个直(或基本直的)细长的梁部分。每个细长的梁部分经由弯曲或圆角部分在末端连接到另一细长的梁部分,从而形成具有至少两个细长的梁部分的几何形状,所述至少两个细长的梁部分经由弯曲或圆角部分相互连接。例如,在一个实施例中,本发明的微机电谐振器结构包括经由弯曲部分相互连接的三个细长的梁部分,其形成圆角三角形形状。在另一实施例中,本发明包括在末端连接到圆角部分的四个直(或基本直的)细长的梁,从而形成圆角正方形或矩形形状。在操作中,当受到诱导时,微机电谐振器结构以组合的伸长(或呼吸)模式和弯曲模式振荡。在这方面,梁部分呈现伸长状(或呼吸状)运动和弯曲状运动。梁部分以相同频率振荡或振动。谐振器结构的设计和运动使得该结构包括一个或多个节点或节点区域(即,在谐振器结构振荡期间,部分的谐振器结构是静止的、几乎不经历运动和/或在一个或多个自由度(从旋转和/或平移观点)上基本静止)。节点位于谐振器结构的弯曲部分中的一个或多个部分或区域。节点是将谐振器结构锚定到基板的合适和/或优选位置。这样,到基板利的能量损耗可以被最小化、限制和/或减少,由此增大结构的Q因子。值得注意的是,这种配置可以最小化和/减小应力和/或应变在谐振器结构的谐振梁和基板之间的传递。此外,当受到诱导或在操作期间,虽然梁部分以伸长状(或呼吸状)方式(例如,类似环形振荡器的方式)和弯曲状方式(例如,类似双夹持式音叉的梁的方式)运动,谐振器结构往往保持在相对稳定或固定的重心。这样,该结构可以避免能量损耗,从而提供具有较高Q因子的谐振器结构。值得注意的是,在微机电系统的上下文中描述了本发明。然而,本发明并不局限于这方面。相反,在此所述的发明适用于例如纳机电系统。因而,本发明与实施一个或多个本发明的谐振器体系结构的微机电和纳机电系统相关(下文统称"MEMS",除非相反地特别注明),例如,陀螺仪、谐振器、和/或加速计。如上所述,本发明的谐振器结构包括由弯曲或圆角部分连接的多个细长的梁部分。细长的梁部分可以经由弯曲或圆角部分在每个末端连接到另一梁部分,从而形成具有至少两个细长的梁的几何形状,所述至少两个细长的梁经由弯曲或圆角部分相互连接。在一个实施例中,参照图2A,MEMS谐振器100包括经由弯曲部分104a-c连接的三个细长的梁部分102a-c,其形成圆角三角形形状。参照图2B,在另一实施例中,MEMS谐振器100包括经由弯曲部分104a-d连接的四个细长的梁部分102a-d,其形成圆角正方形或矩形形状。值得注意的是,本发明的MEMS谐振器100可以包括四个以上细长的梁部分,例如,MEMS谐振器100可以包括经由弯曲部分104a-f连接到一起的六个细长的梁部分102a-f,其形成圆角六边形形状(参照图2C),或经由弯曲部分104a-h连接到一起的八个细长的梁部分102a-h,其形成圆角八边形形状(参照图2D)。实际上,本发明的谐振器结构可以采取现在已知或者以后开发出的任何几何形状,该几何形状应包括由两个或两个以上弯曲或圆角部分连接的两个或两个以上直而细长的梁部分。每个梁部分102的长度和宽度以及弯曲部分104的内半径(和/或更一般地弯曲部分的半径形状)可以确定MEMS谐振器100的一个或多个谐振频率。梁部分102以相同频率振荡或振动。表1提供了谐振频率连同由多晶硅材料制造的圆角正方形MEMS谐振器100的每个梁部分102的长度和宽度以及弯曲部分104的内半径的示范性尺寸。值得注意的是,在这些示范性实施例中,细长的梁部分102和弯曲部分104的宽度相同或基本上相同。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>表2提供了谐振频率连同由单晶硅材料制造的圆角正方形MEMS谐振器100的每个梁部分102的长度和宽度以及弯曲部分104的内半径的示范性尺寸。再次,在这些示范性实施例中,细长的梁部分102和弯曲部分104的宽度相同或基本上相同。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>值得注意的是,表1禾B2中提出的MEMS谐振器的尺寸仅仅是示范性的。可以使用包括建模和模拟技术(例如,经由诸如FemLab(来自Consol)、ANSYS(ANSYS公司)、IDEAS禾口/或ABAKUS的计算机驱动分析引擎实施的有限元建模和/或模拟程序)和/或经验数据/测量的各种技术,来确定根据本发明的MEMS谐振器的尺寸、特性和/或参数。例如,可以使用利用或基于边界条件的集合(例如,谐振器结构的大小)的有限元分析引擎来确定和评估(i)细长的梁部分102、(ii)弯曲部分104、以及(iii)下面讨论的谐振器结构中的其它元件或特性的尺寸、特性和/或参数。如上所述,在操作中,MEMS谐振器的运动使得该结构包括一个或多个节点(即,当该结构振荡时,谐振器结构的区域或部分不移动、几乎不经历移动、和/或基本上静止)。通过或在一个或多个所述一个或多个节点将MEMS谐振器锚定到基板是有利的。参照图3-6,节点106a-d可以位于MEMS谐振器100的弯曲部分104的一个或多个中或附近。例如,参照图3,在一个实施例中,MEMS谐振器IOO包括位于弯曲部分104的内侧区域中部分或局部上或附近的节点106a-d。分别在节点106a-d处或附近连接锚杆耦合部分108a-d,以经由锚杆110将MEMS谐振器100固定、安装和/或连接到基板。在该实施例中,MEMS谐振器100耦合到正"中央"的锚杆110。可以使用多种锚定技术和/或配置将MEMS谐振器100锚定到基板。参照图4,在一个实施例中,可以经由从一个或多个弯曲部分104向外延伸的锚杆偶合部分108将MEMS谐振器100耦合到锚杆110,来代替"中央"锚杆(例如,图3中示出的)。在该实施例中,节点106a-d位于弯曲部分104外侧的局部或部分上或附近。同样地,继续参照图4,锚杆耦合部分108a-d可以将MEMS谐振器100分别连接到基板锚杆110a-d,其位于圆角正方形形状的器件110"外侧"。在该锚定配置中,弯曲部分104外侧的局部或区域是MEMS谐振器100的节点106a-d。因而,通过在弯曲部分104外侧的局部或部分处或附近(即,在一个或多个节点106a-d处或附近)锚定MEMS谐振器100,使MEMS谐振器100的垂直和/或水平的能量损耗最小化或减小。参照图5,在另一实施例中,除了"中央"锚杆配置(如图3中示出的)夕卜,还可以分别地经由从一个或多个弯曲部分104向外延伸的锚杆耦合部分108e-h将MEMS谐振器100耦合到锚杆110a-d。在该实施例中,节点106a-h可以位于弯曲部分104a-d内侧和外侧区域上或附近。在另一实施例中,参照图6A和6B,可以将MEMS谐振器100耦合到"中央"锚定体系结构,其中,一个或多个锚杆110a-d(图6A)或110a-b(图6B)分布和/或专用于锚杆耦合部分108a-d中。在该实施例中,在MEMS谐振器100的节点106a-d处或附近连接锚杆耦合部分108a-d。这样,使MEMS谐振器100的垂直和/或水平的能量损耗最小化或减小。值得注意的是,不必在每个节点或节点区域锚定MEMS谐振器100,而可以在一个或多个位置,优选地在一个或多个节点位置(当谐振器振荡时谐振器不运动、几乎不经历运动、和/或基本上静止的区域或位置)锚定MEMS谐振器IOO。例如,参照图7A-7F,可以在谐振器结构中的一点、两点和/或三个区域或部分(优选地,例如,在节点106处或附近)锚定MEMS谐振器100。在这方面,一个或多个锚杆耦合部分108将MEMS谐振器100的细长的梁部分102和弯曲部分104连接到对应的锚杆110。也可以采用有限元分析和模拟引擎来确定和/或规定一个或多个节点的位置,在这些位置可以以预定、最小和/或减小的能量损耗(除了其它以外)将MEMS谐振器100锚定到基板。在这方面,当在操作期间受到诱导时,MEMS谐振器100的梁部分102以伸长(或呼吸状)方式和弯曲方式移动。同样地,细长的梁部分102的长度和弯曲部分104的半径可以确定在谐振器结构上或中的节点位置,从而,由于伸长(呼吸状)模式而很少、没有或减少了旋转运动,以及由于弯曲状模式而很少、没有、或减少了径向运动。可以采用有限元分析引擎使用给定长度的MEMS谐振器100的细长的梁部分102、及弯曲部分104的形状和/或半径来确定在MEMS谐振器100中或上这种节点的位置。这样,可以迅速确定禾B/或识别在MEMS谐振器100的弯曲部分104中或上用于锚定MEMS谐振器100的区域或部分,所述区域或部分应呈现出可接受的、预定的、和/或几乎没有运动(径向、横向和/或其它的)。可以使用现在已知或者以后开发出的任何技术来将本发明的MEMS谐振器锚定到基板。实际上,所有技术都属于本发明的范围。例如,本发明可以采用在2003年7月25日提交、分配的系列号为10/627237、题为"AnchorsforMicroelectromechanicalSystemsHavinganSOISubstrate,andMethodforFabricatingSame"的非临时专利申请(以下简称"用于微机电系统的锚杆专利申请")中描述和图示的锚定技术。需要特别注意的是,用于微机电系统的锚杆专利申请的全部内容,例如包括所有实施例和/或该发明的特征、属性、替代物、材料、技术以及优点,以引用方式并入本文中。参照图8-10,本发明的MEMS谐振器可以采用应力/应变消除机构112a-d(例如,弹簧或弹簧状组件)来管理、控制、减小、消除和/或最小化基板上在锚杆位置处的任何应力/应变,该应力/应变由一个、一些或所有点的运动引起,在所述点处MEMS谐振器100被锚定通过或到基板上。特别地,分别经由锚杆耦合部分108a-d,将弯曲部分104a-d分别机械地耦合到应力/应变消除机构112a-d。操作中,应力/应变消除机构112a-d膨胀和收缩,连同一个、一些或所有细长的梁部分102a-d和弯曲部分104a-d的移动,以便减小、消除和/或最小化基板上的任何应力或应变,和/或补偿由于制造过程中的微小非对称性而造成锚定点的微小残余运动,材料特性可能的变化,会导致非100%的最优化设计(即使采用有限元建模(也称作有限元分析、"FEA"或"FEAnalysis")的地方)。这样,MEMS谐振器100的锚定体系结构可以是相对地无应力和/或无应变的,这可以显著地降低、减小、最小化和/或消除任何锚杆能量损耗,从而提高、增大、最大化谐振器100的Q(和输出信号)。值得注意的是,除了降低、减小、最小化和/或消除锚杆能量损耗外,应力/应变消除机构112和锚杆偶合部分108还将MEMS谐振器100的细长的梁部分102和弯曲部分104悬挂在基板上。可以在一个或多个锚杆偶合部分108的一个或多个内采用应力/应变消除机构112。有利地是在以下这些情况下实施应力/应变消除机构112,这些情况是将MEMS谐振器100锚定通过或到基板上的点并不是足以或充分地静止(即,不期望可能来自谐振器100或基板或由谐振器100或基板引起的弯曲部分102或耦合部分108的运动),或期望附加地与基板解耦。例如,有利地是采用应力/应变消除机构112来减小、消除和/或最小化在MEMS谐振器100和基板之间的能量传递(例如,在下面这些情况下与弯曲部分104的阻抗失配,或在基板中产生"噪声"并将其传递给MEMS谐振器IOO)。可以采用应力/应变消除机构112连同在此所述和/或图示的任何锚定技术和/或体系结构。例如,可以在图5的一个或多个锚杆耦合部分108的一个或多个内(例如,在锚杆耦合部分108e-h内,或在锚杆耦合部分108a-d内,或在锚杆耦合部分108a、108d、108f和108g内)实施应力/应变消除机构112。应力/应变消除机构112可以是公知的弹簧或弹簧状组件,或可以是任何机构,其减小、消除和/或最小化(i)基板上在锚杆位置的任何应力/应变,该应力/应变由将MEMS谐振器100锚定通过或到基板上的一个、一些或所有点的运动引起,和/或(ii)在MEMS谐振器IOO和基板之间的能量传递。锚杆耦合部分108的设计(例如,形状和宽度)可以影响弯曲部分104的内半径,并且从而影响(i)在MEMS谐振器100中或上的节点位置(如果有的话),以及(ii)MEMS谐振器100的谐振频率。除了影响弯曲部分104的内半径外,锚杆耦合部分108的设计还可以影响MEMS谐振器100的耐久性和/或稳定性。在这方面,通过调整锚杆耦合部分108靠近弯曲部分104的形状和宽度(例如,通过如图IIA、IIB、12A、12B、13以及14中所示的将靠近弯曲部分104的锚杆耦合部分108成圆角),可以管理、控制、减小和/或最小化MEMS谐振器IOO上的应力。例如,参照图IIA、IIB、12A以及12B,可以增加锚杆耦合部分108的宽度(例如,相对于图IIA禾BIIB参见图12A和12B)以管理、控制、减小和/或最小化在节点106中或处的应力集中。这样,可以增加、提高、和域最优化MEMS谐振器100的耐久性和/或稳定性。可以采用锚杆耦合部分108的其它设计和/或配置,例如,来影响MEMS谐振器100的耐久性和/或稳定性以及影响MEMS谐振器100的弯曲部分104的内半径和节点位置(如果有的话)及谐振频率。(例如,参见图13-20)。实际上,所有现在己知或者以后开发出的锚杆耦合部分108的设计都属于本发明的范围。值得注意的是,细长的梁部分102靠近弯曲部分104的形状和/或宽度也影响MEMS谐振器100的耐久性和/或稳定性(并且特别地,弯曲部分104中用作锚定位置的应力)以及影响MEMS谐振器100的弯曲部分104的内半径和节点位置(如果有的话)及谐振频率。在这方面,通过将靠近弯曲部分104的细长的梁部分102加宽和/或将靠近弯曲部分104的细长的梁部分102成圆角,可以减小和/或最小化谐振器上的应力。因而,在一个实施例中,通过控制细长的梁部分102和/或锚杆耦合部分108的形状和宽度,来规定弯曲部分的内半径,从而规定弯曲部分104相对于细长的梁部分102是否和怎样移动之间的关系。除了确定弯曲部分104的内半径以及同样地确定节点位置外,靠近弯曲部分104的细长的梁部分102和/或锚杆耦合部分108的形状可以影响MEMS谐振器100的耐久性和/或稳定性。在这方面,通过将靠近弯曲部分104的细长的梁部分102加宽,和/或靠近弯曲部分104的将锚杆耦合部分108加宽(或成圆角),可以管理、控制、减小、最小化和/或最优化谐振器上的应力。值得注意的是,如上所述,可以选择和/或设计弯曲部分104的曲率和/或形状以包括在弯曲部分104中或附近的一个或多个节点或节点区域。例如,当弯曲部分104与和其相连的细长的梁部分102有相位差地移动时,特定弯曲部分104的半径可以是非常小。相反地,如果特定弯曲部分104的半径非常大,那么弯曲部分104可以与连接到弯曲部分104的梁部分102同相移动。在每种情况下,特定的弯曲部分104可以包括或可以不包括最小化或减小能量损耗和/或基板应力的节点。如上所述,在操作中,MEMS谐振器100的梁部分102以相同频率振荡或振动。在这方面,梁部分102以伸长(或呼吸)运动或模式(例如,类似环形振荡器的运动或模式,参见图21A(膨胀运动一环形振荡器1000')和图21B(收缩运动一环形振荡器1000")的环形振荡器1000)以及弯曲运动或模式振荡。参照图22A和22B,在一个实施例中,在操作期间,圆角正方形形状的MEMS谐振器100的梁部分102a-d在第一偏离态(图22A)和第二偏离态(图22B)之间振荡。图22A和22B中的每个偏离态重叠在(或示出相对于)MEMS谐振器100的梁部分102和弯曲部分104的稳定态上。值得注意的是,在第一偏离态时,除了弯曲,梁部分102a-d伸长AL1的量。相似地,在第二偏离态,梁部分102a-d伸长AL2的量并且朝与第一偏离态相反的方向弯曲。伸长量(即AL1和AL2)可以相等或可以不相等。此外,继续参照图22A和22B,在操作期间,弯曲部分104a-d中或上的节点106a-d几乎没有经历运动。目卩,当MEMS谐振器100在第一偏离态和第二偏离态之间振荡时,弯曲部分104a-d连接到锚杆偶合部分108的区域或部分相对地静止。没有示出锚杆。值得注意的是,MEMS谐振器100的结构以固有的线性模式振荡。同样地,以下讨论的提供线性谐振器/振荡器的驱动和感测电路的考虑和要求可以是不太严格的和/或复杂的,这是因为可能不需要非常精确地或非常准确地控制梁部分102的谐振幅度。在这方面,一些谐振器结构(例如,具有双夹持式梁的谐振器,例如双夹持式音叉)具有非线性模式,其中,输出频率是谐振幅度的函数。当梁从弯曲模式过渡到拉伸(伸长)模式时,这种效果是明显的。在主要模式中,双夹持式梁可以呈现这种行为,这是因为在较小幅度时由弯曲应力控制"重新装弦(restring)"的力,而在较大幅度时,由拉伸应力控制恢复力。在这种情况下,为了在这种情况下保持恒定频率,可能需要仔细调节梁的谐振幅度,这可能是困难的并且可能引入额外的复杂性。感测和驱动电极以及感测和驱动电路可以被配置为提供单端输出信号或差分输出信号。参照图23,在单端输出信号配置的一个示范性实施例中,驱动电极114(其电连接到驱动电路116)与梁部分102并置,以使梁部分102产生振荡或振动,其中,振荡或振动具有一个或多个谐振频率。连同与梁部分102并置的感测电极120,感测电路118感测、采样、和/或检测具有一个或多个谐振频率的信号。在这方面,邻近梁部分102来放置感测电极120,以向感测电路118提供表示振荡或振动的信号(例如,由梁部分102和感测电极102之间的电容由于谐振器结构的振荡运动的变化产生)。感测电路118接收该信号,并且作为对其的响应,可以输出信号,例如,具有谐振频率的时钟信号。典型地,将感测信号输出连接到驱动电路,以封闭电子振荡器环路。在这方面,电子驱动信号的相位应当适合于激励/驱动期望的模式。值得注意的是,虽然在图23所示的示范性实施例中驱动电极114设置在谐振器结构外侧而感测电极120设置在谐振器结构内,但是在另一实施例中,驱动电极114设置在谐振器结构内侧(即,靠近梁部分102的内侧表面来放置)以及感测电极120设置在谐振器结构外侧(即,靠近梁部分102的外侧表面来放置)。此外,驱动电路116和感测电路118以及驱动电极114和感测电极120可以是公知的常规驱动和感测电路。实际上,驱动电路116和感测电路118可以是现在已知或以后开发出的任何MEMS感测和驱动电路。此外,可以相对梁部分102放置或定位驱动电极114和感测电极120,以检测梁部分102中的一个或多个选择的或预定的谐波。此外,可以选择驱动电极114和感测电极120的数量和长度,以便最优化、增强和/或改进MEMS谐振器的操作。实际上,驱动电极114和感测电极120可以是现在己知或以后开发出的任何类型和/或形状。值得注意的是,可以将驱动电路116和/或感测电路118集成在具有(装配有)MEMS谐振器结构的同一基板上。此外,或作为替代,可以将驱动电路116和/或感测电路118集成在物理上与具有MEMS谐振器结构的基板分开(但与其电气互连)的基板上。在另一实施例中,MEMS谐振器100配置为提供差分输出信号。在该实施例中,感测和驱动电极以及感测和驱动电路被配置为提供有(或基本上有)180度相位差的输出信号。这样,MEMS谐振器IOO提供差分输出信号对,其包括相对地大的信噪关系,这是由于振荡的梁部分102(例如,对称振荡的梁部分)的加和效应。参照图24A,在差分输出信号配置的一个示范性实施例中,驱动电极122和124(其电连接到差分驱动电路130)与梁部分102a和102c并置,以使梁部分102a和102c产生振荡或振动。在这方面,MEMS谐振器100在面内振动或谐振,以产生有(或基本上有)180度相位差的输出信号。靠近梁部分102b和102d来放置感测电极126和128,以向感测、采样、和/或检测具有一个或多个谐振频率的信号的差分感测电路132,提供表示振荡或振动的信号(例如,由在梁部分102和感测电极102之间的电容由于谐振器结构的振荡运动的变化产生)。差分感测电路132接收该信号,并且作为对其的响应,可以输出差分信号对,例如,具有谐振频率的差分时钟信号。差分驱动电路130和差分感测电路132可以是公知的常规电路。实际上,差分驱动电路130和差分感测电路132可以是任何类型的电路(无论是否集成(或装配)在具有MEMS谐振器结构的同一基板上),并且所有现在己知或以后开发出的这种电路都旨在落在本发明的范围。此外,驱动电极122和124、以及感测电极126和128可以是公知的常规类型或可以是现在已知或以后开发出的任何类型和/或形状的电极。此外,物理电极机构可以包括,例如,电容的、压阻的、压电的、感应的、磁阻的以及热的。实际上,所有现在已知或以后开发出的物理电极机构都属于本发明的范围。此外,可以相对梁部分102来放置或定位驱动电极114和感测电极120,以检测梁部分102的一个或多个选择的或预定的谐波。此外,可以选择驱动电极114和感测电极120的数量和长度,以便最优化、增强和/或改进MEMS谐振器的操作。值得注意的是,可以将差分驱动电路130和差分感测电路132集成在具有(或装配有)MEMS谐振器结构的同一基板上。此外,或作为替代,可以将差分驱动电路130和差分感测电路132集成在物理上与具有MEMS谐振器结构的基板分开(但与其电气互连)的基板上。在图24A的实施例中,对称地配置驱动电极122和124、以及感测电极126和128,将其连同MEMS谐振器100的对称结构一起来管理在梁部分102和弯曲部分104、锚杆偶合部分108、锚杆110和/或基板上的应力。这样,锚杆偶合接点108可以是低应力点,所述低应力点可以管理、最小化和/或减小MEMS谐振器100的能量损耗。参照图24B,在差分输出信号配置的另一个示范性实施例中,驱动电极122和124(其电连接到差分驱动电路130)与梁部分102a和102b并置,以使梁部分102产生振荡或振动。靠近梁部分102c和102d来放置感测电极126和128,以向差分感测电路132提供表示振荡或振动的信号。差分感测电路132接收该信号(具有一个或多个谐振频率),并且作为对其的响应,可以输出差分信号对,例如,具有谐振频率的差分时钟信号。在该实施例中,MEMS谐振器IOO在面内振动或谐振,从而产生有(或基本上有)180度相位差的输出信号。MEMS谐振器100的结构可以受到诱导来提供对称的运动,并且同样,MEMS谐振器IOO可以具有零净动量(理想地)并且几乎没有引入到基板的运动(并且,同样地能量损耗)。然而,应当注意的是,感测和驱动电极的许多其它配置和/或体系结构引起或使梁部分102产生谐振,从而(基本上或)生成和/或产生180度相位差的输出信号。所有这些配置和/或体系结构都属于本发明的范围。此外,实施差分信号配置可以有助于取消、限制、减小和/或最小化从驱动电极到感测电极的电容耦合效应。此外,完全的差分发信号配置还可以显著地降低对从基板耦合的电和/或机械的噪声的任何敏感度。此外,以差分信号配置实施的MEMS谐振器IOO还可以消除、最小化和/或减小流过锚杆到该结构的电荷以及来自该结构流过锚杆的电荷。同样地,可以避免在基板锚杆以及驱动和感测电极之间的电压降。值得注意的是,该电压降能够使MEMS谐振器的电转移函数(electrictransferflinction)降级或受到不利影响,尤其是在高频时(例如,大于100MHz的频率)。可以有利地是实施温度处理技术以管理和/或控制MEMS谐振器100的Q因子。在这方面,当梁部分102和/或弯曲部分104弯曲时,该部分的一侧被拉伸,从而引起在拉伸区域中的轻微冷却,而另一侧被压縮,从而引起在压縮区域中的轻微加热。热梯度引起从"较热"侧到"较冷"侧的扩散。热扩散("热流")导致能量损耗,这可以影响(例如,减小)MEMS谐振器100的Q因子。这种效应通常称作热弹性耗散("TED"),其可以是谐振器结构的Q因子的主要限制。同样地,可以有利地是实施温度管理技术以管理、控制、限制、最小化和/或减小TED。在一个温度管理实施例中,参照图25,在MEMS谐振器100的梁部分102a-d和弯曲部分104a-d的一个或多个中形成沟槽134。沟槽134抑制/减小在梁部分102a-d侧和弯曲部分104a-d侧的热流,这是因为在操作期间梁部分102a-d和弯曲部分104a-d的拉伸和压缩。抑制/减小梁部分102a-d和弯曲部分104a-d内的热传递可以导致MEMS谐振器100的较高Q因子。应当注意的是,通过使用沟槽的温度管理方法影响在锚定点处最优化的零移动并且必须在设计时得到考虑(例如,FEA)。值得注意的是,可以在MEMS谐振器100的一个或多个梁部分102或一个或多个弯曲部分104中采用温度管理技术(例如,参见图29-31和35-37),或在两者中都使用(例如,参照图26-28和31)。除此之外,或作为其替代,还可以在锚杆耦合部分108中实施温度管理技术。(例如,参见图33和34)。沟槽134可以是任何形状,例如包括正方形、矩形、圆形、椭圆形和/或卵圆形。实际上,可以将任何几何形状或者其它形状的沟槽134并入梁部分102、弯曲部分104和/或锚杆耦合部分108。在此描述和图示了许多发明。虽然已经描述和图示了本发明的某些实施例、特征、材料、配置、属性以及优点,但是应当理解的是,根据说明书、附图以及权利要求,本发明的许多其它以及不同和/或类似的实施例、特征、材料、配置、属性、结构以及优点是明显的。同样地,在此所述和图示的本发明的实施例、特征、材料、配置、属性、结构以及优点并不是穷举的,而应当理解的是,本发明的这些其它、类似以及不同的实施例、特征、材料、配置、属性、结构以及优点都属于本发明的范围。值得注意的是,虽然本发明说明书的很大一部分都在阐述圆角正方形形状的MEMS谐振器的内容(参见图3-6),但是根据本发明的MEMS谐振器可以是任何几何形状的谐振器体系结构或结构,其包括由弯曲或圆角部分连接的多个细长的梁部分。例如,如上所述,在一个实施例中,本发明的MEMS谐振器包括经由弯曲部分连接的三个细长的梁部分,其形成圆角三角形形状,如图2A中所示。在另一实施例中,本发明的MEMS谐振器可以包括如图2C中所示的六个梁部分和六个弯曲部分。以上关于具有圆角正方形形状的MEMS谐振器讨论的所有特征、实施例以及替代物适用于根据本发明的具有其它形状的MEMS谐振器。(例如,参见图38A-38E)。为了简洁,将不重复那些讨论。本发明的MEMS谐振器可以采用现在已知或以后开发出的任何感测和驱动技术。可以将驱动和感测电路(无论是否是差分的)集成到具有(或装配有)MEMS谐振器结构的相同基板上。此外,或作为替代,可以将驱动和感测电路集成在物理上与具有MEMS谐振器结构的基板分开(而电气互连)的基板上。此外,驱动和感测电极可以是常规类型的,或者可以是现在已知或以后开发出的任何类型和/或形状的驱动和感测电极。值得注意的是,可以使用包括有限元建模和模拟技术(例如,经由诸如FemLab(来自Consol)、ANSYS(来自ANSYSINC.)、IDEAS和/或ABAKUS的计算机驱动分析引擎的有限元建模)和/或经验数据/测量的各种技术,来确定根据本发明的MEMS谐振器的尺寸、特性和/或参数。例如,可以采用使用或基于边界条件的集合(例如,谐振器结构的大小)的有限元分析引擎来确定和评估(i)细长的梁部分102、(ii)弯曲部分104、(iii)节点106(如果有的话)、(iv)锚杆耦合部分108和域(v)应力/应变机构112的尺寸、特性和/或参数。实际上,还可以使用这种有限元建模、模拟和分析引擎来观察和/或确定在锚杆和/或基板上或处的MEMS谐振器100的影响和/或响应。如上所述,可以采用有限元分析和模拟引擎来确定任何节点的位置。这种节点可以提供合适的位置,在这些位置可以以预定、最小和/或减小的能量损耗(除了其它以外)将MEMS谐振器100锚定到基板。在这方面,当MEMS谐振器100的梁部分102受到诱导时,以呼吸状方式和弯曲状方式移动。同样地,梁部分102的长度和弯曲部分104的半径可以确定谐振器结构的节点位置,从而很少、没有或减小了由于伸长状(呼吸状)模式的旋转运动以及很少、没有或减小了由于弯曲状模式的径向运动。可以基于给定的MEMS谐振器100的梁部分102的长度和弯曲部分104的半径,采用有限元分析引擎来确定或预测该节点的位置。这样,可以迅速地确定和/或识别对于锚定MEMS谐振器100的呈现可接受、预定、和/或几乎没有(径向禾n/或其它方式的)运动的位置。此外,可以使用热力有限元分析引擎增强操作期间梁部分102、弯曲部分104和/或锚杆耦合部分108的任何温度补偿(consideration)。在这方面,可以采用热力有限元分析引擎来对MEMS谐振器100的操作进行建模,从而确定在一个或多个梁部分102、弯曲部分104和/或锚杆耦合部分108中实施的沟槽的大小、位置、尺寸和数量。这样,可以增强和/或最优化在其中实施了温度管理技术的MEMS谐振器100的特性,并且最小化和/或减小TED损耗。这样,如上所述,使用有限元建模(FEM),其也称作"FEA"或"FEAnalysis",可以最优化本发明的结构的许多特性。梁部分102可以包括或可以不包括相同或基本上相同的尺寸/设计(即具有相同或基本上相同的宽度、厚度、高度、长度和/或形状)。此外,弯曲部分104可以包括或可以不包括相同或基本上相同的尺寸/设计(即具有相同或基本上相同的内半径、宽度、厚度、高度、长度、外侧半径和/或形状)。同样地,MEMS谐振器100可以包括具有不同尺寸、形状和/或设计的梁部分102和/或弯曲部分104。可以使用公知技术用公知材料制造本发明的MEMS谐振器。例如,可以使用诸如硅、锗、硅-锗或镓-砷的公知半导体制造MEMS谐振器。实际上,MEMS谐振器可以包括以下材料例如,周期表的IV族材料,例如硅、锗、碳;还有这些的组合,例如硅锗、或碳化硅;还有in-v化合物,例如磷化镓、磷化镓铝、或其它III-V化合物;还有m、iv、v或vi材料的组合物,例如氮化硅、二氧化硅、碳化铝、或氧化铝;还有金属硅化物、金属锗化物、以及金属碳化物,例如硅化镍、硅化钴、碳化钨、或硅化铂锗;还有掺杂变化,包括掺磷、砷、锑、硼、或铝的硅或锗、碳、或如硅锗的组合物;还有这些具有多种结晶结构的材料,包括单晶、多晶、纳晶、或非晶;还具有结晶结构的组合物,例如在单晶和多晶结构(掺杂或未掺杂)区域。此外,可以使用公知的光刻、刻蚀、沉积和/或掺杂技术,在绝缘体上半导体(SOI)的基板中或上形成根据本发明的MEMS谐振器。为了简洁,这里不讨论这种制造技术。然而,用于形成或制造本发明的谐振器结构的现在已知或以后开发出的所有技术都属于本发明的范围(例如,使用标准或超过规格("厚")的晶片(未示出)的公知形成、光刻、刻蚀和/或沉积技术,和/或键合技术(即,将两个标准晶片键合到一起,其中下部/底部晶片包括设置在其上的牺牲层(例如,二氧化硅),并且其后减薄(向下或往回研磨)并抛光上部/顶部晶片以在其中或其上容纳机械结构))。值得注意的是,SOI基板可以包括第一基板层(例如,半导体(比如硅)、玻璃或蓝宝石)、第一牺牲/绝缘层(例如,二氧化硅或氮化硅)和设置在牺牲/绝缘层上或上方的第一半导体层(例如,硅、砷化镓或锗)。可以使用公知的光刻、刻蚀、沉积和/或掺杂技术在第一半导体层(例如,诸如硅、锗、硅-锗或镓-砷的半导体)中或上形成该机械结构。在一个实施例中,SOI基板可以是使用公知技术制造的SIMOX晶片。在另一实施例中,SOI基板可以是具有第一半导体层的常规SOI晶片。在这方面,可以使用体硅晶片制造具有相对薄的第一半导体层的SOI基板,所述体硅晶片被由氧注入并氧化,从而在单晶(singleormonocrystalline)晶片表面下部或底下形成相对薄的Si02。在此实施例中,第一半导体层(即,单晶硅)设置在第一牺牲/绝缘层(即二氧化硅)上,第一牺牲/绝缘层设置在第一基板层(即,在该例中为单晶硅)上。在那些将根据本发明的MEMS谐振器结构制造在多晶硅或单晶硅中或上的实例中,根据本发明的某些几何形状的MEMS谐振器结构,例如圆角正方形形状谐振器结构,可以以多晶硅或单晶硅保持结构和材料的对称。尤其是,根据本发明的圆角正方形形状的MEMS谐振器本身就可以与单晶硅的立方结构更兼容。在标准晶片上的每个横向正交方向(例如100、010、或IIO)中,单晶硅的特性可以与一个或多个几何形状的谐振器匹配。在这方面,单晶硅的结晶特性可以具有与一个或多个几何形状的谐振器结构相同或合适的对称。可以使用多种技术和材料,例如薄膜技术、基板键合技术(例如,键合半导体或玻璃状基板)和预制封装(例如TO-8"罐(can)"),来封装本发明的MEMS谐振器100。实际上,可以采用现在已知或以后开发出的任何封装和/或制造技术;同样地,所有的制造和/或封装技术均属于本发明的范围。例如,可以实施在以下非临时专利申请中所述和所示的系统、器件和/或技术(1)"ElectromechanicalSystemhavingaControlledAtmosphere,andMethodofFabricatingSame",2003年3月20日提交并且分配的序列号为10/392528。(2)"MicroelectromechanicalSystems,andMethodofEncapsulatingandFabricatingSame",2003年6月4日提交并且分配的序列号为10/454867;以及(3)"MicroelectromechanicalSystemsHavingTrenchIsolatedContacts,andMethodsofFabricatingSame",2003年6月4日交并并且分配的序列号为10/455555。可以采用在前述专利申请中所述和所示的发明来制造本发明的MEMS谐振器。为了简洁,将不重复那些讨论。然而,应当特别地注意的是,前述专利申请的全部内容,例如包括所有该发明/实施例的特征、属性、替代物、材料、技术和/或优点,将以引用方式并入本文中。当MEMS谐振器100实施为对称锚定的圆角正方形形状谐振器结构时(例如,参见图4-6和8-10),在操作期间,结构的重心保持相对地恒定或固定。在这方面,在操作中,当第一梁部分(例如,梁部分102a)沿第一横向方向移动并包括一些垂直移动时,"相反"的梁(例如,梁部分102c)沿相反的横向方向移动并包括相反的垂直运动。这样,运动通常抵消,并且同样地,谐振器结构的重心保持相对恒定。值得注意的是,实施圆角正方形形状谐振器结构的MEMS谐振器100的四个梁部分可以统计地平均高斯工艺公差,这可以提供较好的参数控制。如上所述,MEMS谐振器结构100可以采用现在已知或以后开发出的任何锚定技术或锚杆结构。此外,可以结合在此所述和所示的现在已知或以后开发出的任何锚定技术或锚杆结构来实施应力/应变管理技术/结构(例如,应力/应变机构112)。例如,可以在一个、一些或所有节点和/或锚杆处放置基板锚杆和/或应力/应变管理技术/结构。(例如,参见图7A、7B和8-10)。其它的基板锚定-应力/应变管理技术也可以是适合的。(例如,参见图39-41)。实际上,可以以对称或非对称方式(例如,在MEMS谐振器100的"中央"中或附近)在非节点处将MEMS谐振器100耦合到基板锚杆(和应力/应变机构112)。在权利要求书中,术语"细长而直的梁部分"指的是(i)直的或基本上直的细长梁,和域(ii)细长梁,不管在梁的高度和/或宽度(如果有的话)中的变化,都具有直的或基本上直的纵向轴,和域(iii)基本上比弯曲更直的梁。此外,在权利要求书中,术语"沟槽"指的是任何形状和/或大小的开口、空隙和/或沟槽(无论是部分地还是全部地延伸通过梁部分的整个高度/厚度)。本发明的以上实施例仅是示范性的。它们不是穷举的或将本发明局限于公开的精确形式、技术、材料和/或配置。根据以上讲授,许多修改和变化是可能的。应当理解的是,在不脱离本发明的范围的情况下,可以使用其它的实施例并且可以作出操作变更。同样地,为图示和说明目的,已经给出了本发明的示范性实施例的前述描述。根据上述讲授,许多修改和变化是可能的。本发明的范围并不仅仅限于该详细描述。权利要求1、一种微机电谐振器结构,包括多个细长而直的梁部分,其中,每个梁部分包括第一端和第二端;多个弯曲部分,其中,每个弯曲部分包括第一端和第二端,并且其中,至少一个弯曲部分包括节点;其中,梁部分的每一端都连接到所述弯曲部分中的一个的相关端,从而形成几何形状;至少一个锚杆耦合部分;以及基板锚杆,其经由所述锚杆耦合部分耦合到所述节点,以使所述谐振器结构固定到基板。2、如权利要求l所述的微机电谐振器结构,还包括应力/应变消除机构,其耦合在所述基板锚杆和所述节点之间。3、如权利要求l所述的微机电谐振器结构,其中-所述多个细长而直的梁部分包括第一、第二以及第三细长而直的梁部分;所述多个弯曲部分包括第一、第二以及第三细长弯曲部分;并且其中,所述几何形状是圆角三角形形状。4、如权利要求l所述的微机电谐振器结构,其中-所述多个细长而直的梁部分包括第一、第二、第三以及第四细长而直的梁部分;所述多个弯曲部分包括第一、第二、第三以及第四细长弯曲部分;并且其中,所述几何形状是圆角矩形形状。5、如权利要求l所述的微机电谐振器结构,其中所述多个细长而直的梁部分包括第一、第二、第三以及第四细长而直的梁部分;所述多个弯曲部分包括第一、第二、第三以及第四细长弯曲部分;并且其中,所述几何形状是圆角正方形形状。6、如权利要求5所述的微机电谐振器结构,其中,每个弯曲部分包括至少一个节点。7、如权利要求6所述的微机电谐振器结构,其中,所述基板锚杆耦合到每个弯曲部分的所述至少一个节点。8、如权利要求7所述的微机电谐振器结构,还包括多个应力/应变消除机构,其耦合在所述基板锚杆和每个弯曲部分的所述至少一个节点中的每个节点之间。9、如权利要求6所述的微机电谐振器结构,其中,所述基板锚杆包括多个锚杆,并且其中,每个弯曲部分的所述至少一个节点耦合到所述多个锚杆中的至少一个,以使所述谐振器结构固定到基板。10、如权利要求9所述的微机电谐振器结构,还包括多个应力/应变消除机构,其耦合在每个锚杆和每个弯曲部分的所述至少一个节点之间。11、如权利要求l所述的微机电谐振器结构,其中,所述多个细长而直的梁部分中的一个包括多个设置在其中的沟槽。12、如权利要求l所述的微机电谐振器结构,其中,所述多个弯曲部分中的一个包括多个设置在其中的沟槽。13、如权利要求l所述的微机电谐振器结构,其中,对于所述多个细长而直的梁部分中的每个细长而直的梁部分,其两端的宽度比中间的宽度大。14、如权利要求1所述的微机电谐振器结构,其中,使所述多个细长而直的梁部分在其两端成圆角。15、一种微机电谐振器结构,包括多个细长而直的梁部分,其中,每个梁部分包括第一端和第二端;多个弯曲部分,其中,每个弯曲部分包括第一端和第二端,并且其中,每个弯曲部分包括节点;其中,梁部分的每一端连接到所述弯曲部分中的一个的相关端,从而形成几何形状;多个锚杆耦合部分;以及基板锚杆,其经由所述多个锚杆耦合部分耦合到每个弯曲部分的所述节点,以使所述谐振器结构固定到基板。16、如权利要求15所述的微机电谐振器结构,还包括多个应力/应变消除机构,其中,每个应力/应变消除机构耦合在所述基板锚杆和相关节点之间。17、如权利要求15所述的微机电谐振器结构,其中,所述多个细长而直的梁部分包括第一、第二、第三以及第四细长而直的梁部分;所述多个弯曲部分包括第一、第二、第三以及第四细长弯曲部分;并且其中,所述几何形状是圆角正方形形状。18、如权利要求15所述的微机电谐振器结构,其中,所述基板锚杆包括多个锚杆,并且其中,每个弯曲部分的所述至少一个节点耦合到所述多个锚杆中的至少一个,以使所述谐振器结构固定到基板。19、如权利要求18所述的微机电谐振器结构,还包括多个应力/应变消除机构,其耦合在所述多个锚杆的相关锚杆和每个弯曲部分的所述至少一个节点中的相关节点之间。20、如权利要求18所述的微机电谐振器结构,其中,每个弯曲部分的所述节点位于所述弯曲部分的内侧部分上。21、如权利要求18所述的微机电谐振器结构,其中,每个弯曲部分的所述节点位于所述弯曲部分的外侧部分上。22、如权利要求15所述的微机电谐振器结构,其中,所述多个细长而直的梁部分包括多个设置在其中的沟槽。23、如权利要求15所述的微机电谐振器结构,其中,所述多个弯曲部分包括多个设置在其中的沟槽。24、一种微机电谐振器结构,包括多个细长而直的梁部分,其中,每个梁部分包括第一端和第二端;多个弯曲部分,其中,每个弯曲部分包括第一端和第二端,并且其中,每个弯曲部分包括至少一个节点;其中,梁部分的每一端连接到所述弯曲部分中的一个的相关端,从而形成几何形状;基板锚杆,其耦合到每个弯曲部分的至少一个节点,以将所述谐振器结构固定到基板;多个感测电极;多个驱动电极,其中,所述感测和驱动电极与所述多个细长而直的梁部分并置;以及感测电路,其耦合到所述感测电极,以提供输出信号。25、如权利要求24所述的微机电谐振器结构,其中,所述感测电极向所述感测电路提供一个或多个信号,作为响应,所述感测电路提供差分输出信号。26、如权利要求25所述的微机电谐振器结构,还包括多个应力/应变消除机构,其中,每个应力/应变消除机构耦合在所述基板锚杆和相关节点之间。27、如权利要求24所述的微机电谐振器结构,其中,所述感测电极向所述感测电路提供一个或多个信号,作为响应,所述感测电路提供单端输出信号。28、如权利要求25所述的微机电谐振器结构,其中所述多个细长而直的梁部分包括第一、第二、第三以及第四细长而直的梁部分;所述多个弯曲部分包括第一、第二、第三以及第四细长弯曲部分;并且其中,所述几何形状是圆角正方形形状。29、如权利要求28所述的微机电谐振器结构,其中,所述基板锚杆设置在所述微机电谐振器结构的所述圆角正方形形状内。30、如权利要求28所述的微机电谐振器结构,其中,所述基板锚杆包括多个锚杆,并且其中,每个弯曲部分的所述至少一个节点耦合到所述多个锚杆中的至少一个,以将所述谐振器结构固定到基板。31、如权利要求30所述的微机电谐振器结构,还包括多个应力/应变消除机构,其耦合在所述多个锚杆的相关锚杆和每个弯曲部分的所述至少一个节点中的相关节点之间。32、如权利要求30所述的微机电谐振器结构,其中,每个弯曲部分的所述节点位于所述弯曲部分的内侧部分上。33、如权利要求30所述的微机电谐振器结构,其中,每个弯曲部分的所述节点位于所述弯曲部分的外侧部分上。34、如权利要求25所述的微机电谐振器结构,其中,所述多个细长而直的梁部分包括多个设置在其中的沟槽。35、如权利要求25所述的微机电谐振器结构,其中,所述多个弯曲部分包括多个设置在其中的沟槽。全文摘要一种微机械谐振器结构,包括由弯曲或圆角部分连接的多个直的或基本上直的梁部分。每个细长的梁部分在其一端经由弯曲或圆角部分连接到另一细长的梁部分,从而形成具有经由弯曲或圆角部分相互连接的至少两个细长的梁部分的几何形状(例如,圆三角形形状、圆正方形或矩形形状)。所述结构包括在所述结构的弯曲部分的一个或多个部分或区域中的一个或多个节点或区域(即,在谐振器结构震荡期间,谐振器结构的静止的、几乎不经历运动、和/或基本静止的部分)。所述节点将谐振器结构锚定到基板的合适和/或优选的位置。在操作中,谐振器结构以伸长(或呼吸)模式和弯曲模式的组合方式振荡;也就是说,梁部分(其以相同频率振荡或振动)呈现伸长状(或呼吸状)运动和弯曲状运动。文档编号H03H9/24GK101223691SQ200680026110公开日2008年7月16日申请日期2006年5月3日优先权日2005年5月19日发明者A·帕特里奇,M·卢茨申请人:罗伯特·博世有限公司
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1